工程师们设计了一种可重复使用的硅橡胶面膜

麻省理工学院和布里格姆妇女医院的研究人员设计了一种新的口罩，他们相信这种口罩可以像N95口罩一样有效地阻止病毒颗粒。与N95口罩不同的是，新口罩的设计易于消毒，并可多次使用。

随着美国新增新冠肺炎病例持续攀升，医护人员等仍急需N95口罩。这种新型口罩由耐用的硅橡胶制成，可以通过注塑成型制造，这种注射成型在世界各地的工厂中得到广泛应用。该面罩还包括N95滤光片，但与传统的N95面罩相比，它需要的N95材料要少得多。

麻省理工学院机械工程助理教授、布里格姆妇女医院(Brigham and Women‘s Hospital)胃肠病专家乔瓦尼·特拉弗索(Giovanni Traverso)表示：“我们很早就认识到的关键一点是，为了帮助满足需求，我们需要真正限制自己使用可扩展的方法。”“我们还希望最大限度地提高系统的可重用性，我们希望系统能够以多种不同的方式消毒。”

该团队目前正在根据医护人员的反馈开发第二版口罩，并正在努力建立一家公司，以支持扩大生产，并寻求FDA和国家职业安全与健康研究所(NIOSH)的批准。

特拉弗索是描述这种新型口罩的一篇论文的资深作者，这篇论文发表在今天的“英国医学杂志开放”(British Medical Journal Open)上。这项研究的主要作者是布里格姆妇女医院(Brigham and Women‘s Hospital)放射肿瘤学家、麻省理工学院科赫综合癌症研究所(Koch Institute For Integrative Cancer Research)附属研究人员詹姆斯·伯恩(James Byrne)；布里格姆妇女医院(Brigham and Women’s Hospital)研究工程师、科赫研究所(Koch Institute)附属研究人员亚当·温特沃斯(Adam Wentworth)；布里格姆妇女医院(Brigham and Women‘s Hospital)急诊内科医生彼得·柴(Peter Chai)；以及布里格姆妇女医院(Brigham and Women’s Hospital)研究员、科赫研究所博士后黄恒伟(Hen-wei Huang)。

医护人员佩戴的N95口罩是由专门设计用来过滤微小病毒颗粒的聚丙烯纤维制成的，以防止接触SARS-CoV-2和其他病毒。理想情况下，医护人员每次看不同的病人都会换成新的口罩，但这些口罩的短缺迫使医生和护士戴的时间超过了他们应该戴的时间。

近几个月来，许多医院已经开始用过氧化氢蒸汽对N95口罩进行消毒，一个口罩最多可以使用20次。然而，这一过程需要专门的设备，并不是到处都能买到，即使有了这一过程，一个口罩也只能戴一天。

麻省理工学院/BWH团队着手设计一种可以安全灭菌并多次重复使用的口罩。他们决定选用硅橡胶-硅胶烘焙板的材料，以及其他产品-因为它非常耐用。液体硅橡胶可以很容易地通过注射成型成型成任何形状，这是一种高度自动化的过程，可以快速生成产品。

这些口罩是基于3M1860款式的N95口罩的形状，这是布里格姆妇女医院通常使用的类型。面罩的大部分是硅橡胶制成的，还有空间可以容纳一到两个N95过滤器。这些过滤器被设计成每次使用后都可以更换，而口罩的其余部分可以消毒和重复使用。

温特沃斯说：“有了这种设计，滤镜可以在使用后弹出，然后扔掉，而且你扔掉的材料比N95面罩少得多。”

研究人员在硅胶口罩上测试了几种不同的灭菌方法，包括将它们放入高压灭菌器(蒸汽灭菌器)，放入烤箱，并将它们浸泡在漂白剂和异丙醇中。他们发现，经过灭菌后，硅胶材料没有损坏。

为了测试口罩的舒适性，研究人员从Brigham and Women‘s Hospital的急诊科和肿瘤科诊所招募了大约20名医护人员。他们让每个受试者进行职业安全和健康管理局(OSHA)要求的N95口罩的标准适合性测试。在这项测试中，受试者戴上面罩，然后进行一系列动作，看看面罩是否保持在原位。房间里喷洒了雾化的糖溶液，如果受试者能尝到或闻到它，那就意味着面罩没有正确安装。

所有20名受试者都通过了适合度测试，他们报告说他们能够成功地插入和移除N95过滤器。伯恩说，当被问及他们更喜欢新口罩、典型的N95口罩和标准的外科口罩时，大多数人要么说他们没有偏好，要么更喜欢新的硅胶口罩。他们还对新面罩的适合性和透气性给予了很高的评价。

研究人员目前正在研发这种面罩的第二个版本，他们希望能让它更舒适、更耐用。他们还计划进行额外的实验室测试，以衡量口罩过滤病毒颗粒的能力。

由于过去一个月美国许多地区的新冠肺炎病例激增，这些地区的医院面临口罩短缺的可能性。在世界上一些没有过氧化氢灭菌所需设备的地区，也需要更多的口罩。

“我们知道Covid在疫苗流行之前不会消失，”Byrne说。“我认为，无论是在医疗保健领域还是在普通大众中，对口罩的需求总是会存在的。”

这项研究的部分资金来自前列腺癌基金会、麻省理工学院机械工程系、布里格姆和妇女医院、国立卫生研究院、电子墨水公司、吉利德科学公司、飞利浦生物传感公司以及汉斯和梅维斯·洛帕特心理社会基金会。